jade怎么显示峰的晶面指数,jade里如何导出晶面指数

首页 > 实用技巧 > 作者:YD1662024-01-28 14:55:19

图3(b)为拆解后负极片照片,从图中可以看出,采用夹板1的电池负极片表面颜色不均匀,上下边缘颜色比较浅,呈灰色,而中间颜色较深,呈深蓝色;采用夹板2的电池负极片表面颜色则较为一致,极片状态较好。这是由于电池在循环过程中由于副反应产气,极片膨胀等电池厚度发生鼓胀,采用普通铝制夹板,电池受挤压,且随着产气越多,挤压力越大,导致中间极片受力较大,锂离子嵌入脱出速度快,而边缘受力相对较小,锂离子嵌入脱出速度慢,所以中间颜色较深,边缘颜色较浅。而采用弹簧夹板,电池膨胀后有缓冲空间,受力比较均匀,边缘和中间锂离子脱嵌速度一致,所以极片表面颜色也较为均匀。

为了进一步分析对图3(b)中极片A、B两个颜色不同的区域进行形貌、结构及元素分析。因此进行了SEM、ICP 及 XRD表征。

图4 为A、B两个区域的SEM照片。从图中可以看出颜色较浅的边缘A区域材料表面相对较为光滑,呈完整的均匀片状,而颜色较深的中间B区域材料破碎程度更大。这是由于电池在循环过程中产气,极片以及电池发生鼓胀,采用普通铝制夹板,电池受挤压,且随着循环过程产气越多,挤压力越大,并且无缓冲空间,导致正负极处于机械应力紧张状态,结构坍塌,最终导致颗粒破碎。

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这也从侧面说明了图3中使用夹板1电池无残液,而使用夹板2电池有残液是由于夹板1的电池受力过大,颗粒破碎,导致SEI膜破裂,电解液渗入,不断消耗电解液,重新成膜,导致循环过程中采用夹板1的电池直流内阻增长较大,如图1所示。

锂离子电池正极材料在充放电过程中会发生金属元素溶出的现象,溶出的金属元素会随着电解液进入到负极并沉积于负极极片表面。利用电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP)分别对负极片A、B区域负极石墨中过渡金属Ni、Co、Mn含量进行定量分析,表2为A、B两个区域元素含量分析,A、B区域中的过渡金属元素Ni、Co和Mn均有不同程度的溶出,累积在负极石墨中,其中Mn溶出量较大,Ni次之,Co最少。

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但是中间B区域Ni、Co、Mn三种金属元素溶出均高于边缘A区域,且中间B区域Mn元素含量要远高于边缘A区域,中间位置Mn溶出更为严重,可能由于压力加剧了John-Teller效应的晶格畸变,导致Mn离子的溶出加剧。这也解释了在负极片中间区域颜色发蓝是由于Mn溶出造成的。

对A、B两个区域进行XRD测试及分析,与新鲜极片的XRD结果进行对比,结果见图5。从图5的XRD谱图可以看出,样品的特征峰出峰位置以及峰强度都与PDF卡片Graphite-2H完全一致,循环后没有新相的生成,A、B区域XRD衍射峰均有不同程度的宽化且峰强降低。但是边缘A区域衍射峰强度明显要强于中间B区域,表明中间区域相对边缘区域材料失效更严重。

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利用JADE软件对测试的XRD谱图进行负极参数的计算,计算结果如下表4,从表4的分析结果可以看出,循环后极片XRD衍射角均向低角度偏移,中间B区域衍射角向低角度偏移更大,层间距变得更大,证明中间位置锂离子嵌入较多,在宏观上表现为石墨片层的脱落;同时由于中间B区域受力较大,结构破坏,导致衍射峰强度降低,衍射峰宽度变大。晶胞参数a和c均减小,在宏观上表现为石墨片层的脱落。

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